Effet de l'actéoside en tant que protecteur cellulaire pour produire un chien cloné

Ji Hye Lee1☯, Ju Lan Chun1☯, Keun Jung Kim1, Eun Young Kim1, Dong-hee Kim1, Bo Myeong Lee1, Kil Woo Han1, Kang-Sun Park1, Kyung-Bon Lee2, Min Kyu Kim1*

Contact:joanna.jia@wecistanche.com

Veuillez cliquer ici pour la partie 2

actéosidedanscistanchea beaucoupeffets

Tableau 5. Analyse microsatellite du chien cloné.

Tableau 6. Séquences d'ADNmt du chien cloné.

sont améliorés avec l'utilisation de cellules donneuses au stade G{{0}}/G1 par rapport à l'utilisation de cellules donneuses au stade G2/M [24–28], bien qu'il ait été rapporté que les cellules donneuses arrêtés au stade G2/M du cycle cellulaire peuvent produire des porcelets clonés viables [44]. Le stade du cycle cellulaire des cellules donneuses de noyau joue un rôle crucial dans les événements de reprogrammation qui suivent le SCNT. Les cellules donneuses de noyau arrêtées au stade G0/G1 initient efficacement la première synthèse d'ADN après SCNT [28, 29, 45]. Pour induire la synchronisation du cycle cellulaire, divers inhibiteurs chimiques, dont l'actéoside, ont été utilisés pour obtenir la synchronisation du cycle cellulaire [46, 47]. En tant qu'inhibiteur de CDK, l'actéoside est souvent utilisé pour synchroniser le cycle cellulaire au stade G0/G1. Lee et al. ont rapporté que l'actéoside entravait la progression du cycle cellulaire au-delà de la phase G1, empêchant ainsi la prolifération des cellules leucémiques. De plus, le niveau de CDK a été réduit mais les niveaux d'inhibiteurs de CDK ont été significativement augmentés [38].

Cistanchedésertiqueactéosidepeut renforcer l'immunité et réduireapoptose

La présente étude a comparé les effets de l'actéoside aux deux autres méthodes courantes de synchronisation cellulaire pour étudier l'effet de la synchronisation cellulaire sur l'efficacité du SCNT. Des fibroblastes fœtaux canins ont été traités avec diverses concentrations d'actéoside, une privation de sérum et une inhibition de contact ; le pourcentage de cellules au stade G{{0}}/G1 dans les trois groupes de traitement a été comparé. La privation de sérum s'est avérée être la méthode la plus efficace pour la synchronisation du cycle cellulaire au stade G0/G1, et il n'y avait aucune différence significative entre l'actéoside et l'inhibition de contact. Cependant, la privation de sérum a induit un niveau significativement plus élevé de ROS. Des études antérieures ont rapporté que l'augmentation des ROS endommage les membranes cellulaires et induit l'apoptose, diminuant ainsi l'efficacité du développement de l'embryon. De plus, les ROS augmentent la fragmentation de l'ADN qui induit le bloc cellulaire et retarde le développement de l'embryon chez l'homme et le porc [48–51]. Le traitement par actéoside n'a montré aucune différence dans la synchronisation du cycle cellulaire au stade G0/G1 par rapport à l'inhibition par contact. Cependant, l'actéoside a induit significativement moins d'activité ROS par rapport aux deux autres méthodes de synchronisation du cycle cellulaire. De plus, le traitement à l'actéoside a induit significativement moins d'apoptose et de nécrose que l'inhibition de contact et la privation de sérum. Le résultat est également congruent avec les études précédentes qui ont montré l'apparition de plus d'événements apoptotiques après la synchronisation du cycle cellulaire avec la privation de sérum qu'avec l'inhibition de contact [32, 52]. Parallèlement à la réduction du taux d'apoptose, le groupe de traitement par l'actéoside a également montré une survie cellulaire plus élevée que le groupe d'inhibition de contact. La privation de sérum a entraîné une mort cellulaire massive par rapport à la fois au traitement par l'actéoside et à l'inhibition de contact.

La synchronisation du cycle cellulaire du donneur de noyau au stade G{{0}}/G1 est une étape cruciale dans la réussite d'un embryon SCNT et, finalement, dans la production d'animaux clonés. Les ROS ont été considérées comme l'une des principales causes de mort cellulaire et d'apoptose au cours du développement de l'embryon. Dans cette étude, l'actéoside a été étudié pour déterminer s'il serait une méthode alternative utile pour induire la synchronisation du cycle cellulaire au stade G0/G1 dans les fibroblastes fœtaux canins en tant que cellules donneuses nucléaires. L'induction de la synchronisation du cycle cellulaire par le traitement à l'actéoside des cellules donneuses nucléaires a réduit les ROS et l'apoptose, ce qui a contribué à l'amélioration du développement in vitro des embryons SCNT. Les embryons clonés à l'aide de cellules donneuses traitées à l'actéoside ont été transférés dans des chiens mères porteuses et un chien cloné sain a été produit avec succès, ce qui ne s'est pas produit avec les embryons du groupe d'inhibition de contact.

En conclusion, cette étude a démontré que l'actéoside, qui est un inhibiteur de CDK, induit une synchronisation réussie du cycle cellulaire des fibroblastes canins au stade G0/G1 pour une utilisation en tant que cellules donneuses nucléaires, et les protège également de l'apoptose en réduisant stress oxydatif. L'effet cytoprotecteur de l'actéoside, combiné à la capacité de synchronisation du cycle cellulaire, a contribué à améliorer la compétence de développement in vitro des embryons SCNT. Par conséquent, l'actéoside serait un réactif efficace pour améliorer l'efficacité du clonage pour produire des animaux clonés.

Actéoside dans le cistanchepeut traiterun reinla maladie s'améliorerénalfonction

Remerciements

L'auteur tient à remercier le Dr John Hammond de l'USDA-ARS pour ses suggestions scientifiques et son soutien à la rédaction du manuscrit.

Les contributions de l'auteur

A conçu et conçu les expériences : JHL JLC MKK. Réalisé les expériences: JHL KJK EYK DHK BML KWH KSP. Analyse des données : JLC KBL. Réactifs/matériels/outils d'analyse fournis : KJK EYK DHK BML KWH KSP. Rédaction de l'article : JHL JLC. Acquisition de financement et supervision : MKK.

actéoside danscistanchepeut améliorerMémoire

Références

1. Umeyama K, Honda K, Matsunami H, Nakano K, Hidaka T, Sekiguchi K, et al. Production de descendants diabétiques à partir de sperme d'épididyme cryoconservé par fécondation in vitro et techniques d'insémination intrafallopienne chez des porcs transgéniques. Le Journal de la reproduction et du développement. 2013 ; 59(6):599–603. PMID : 23979397 ; PubMed Central PMCID : PMC3934148.

2. Shimatsu Y, Yamada K, Horii W, Hirakata A, Sakamoto Y, Waki ​​S, et al. Production de porcs miniatures clonés NIBS (Nippon Institute for Biological Science) et alpha-1, 3-galactosyltransferase knock-out MGH par transfert nucléaire de cellules somatiques en utilisant la race NIBS comme substituts. Xénotransplantation. 2013 ; 20(3):157–64. doi : 10.1111/Xen.12031 PMID : 23581451 ; PubMed Central PMCID : PMC3815503.

3. Kang E, Wu G, Ma H, Li Y, Tippner-Hedges R, Tachibana M, et al. Reprogrammation nucléaire par cytoplasme interphasique d'embryons bicellulaires de souris. La nature. 2014 ; 509(7498):101–4. doi : 10.1038/ nature13134 PMID : 24670652 ; PubMed Central PMCID : PMC4124901.

4. Kim EY, Song DH, Park MJ, Park HY, Lee SE, Choi HY, et al. Clonage post-mortel de bovins noirs Jeju en voie de disparition (bovins indigènes coréens): fertilité et chimie sérique chez un taureau et une vache clonés et leur progéniture. Le Journal de la reproduction et du développement. 2013 ; 59(6):536–43. PMID : 23955237 ; PubMed Central PMCID : PMC3934153.

5. Jang G, Kim MK, Lee BC. État actuel et applications du transfert nucléaire de cellules somatiques chez le chien. Thériogénologie. 2010 ; 74(8):1311–20. doi : 10.1016/j.theriogenology.2010.05.036 PMID : 20688377.

6. Mastromonaco GF, King WA. Clonage chez les animaux de compagnie, espèces non domestiques et menacées : la technologie peut-elle devenir une réalité pratique ? Reproduction, fertilité et développement. 2007 ; 19 (6):748–61. PMID : 17714629.

7. Wilmut I, Schnieke AE, McWhir J, Kind AJ, Campbell KH. Progéniture viable dérivée de cellules fœtales et adultes de mammifères. La nature. 1997 ; 385(6619):810–3. doi : 10.1038/385810a0 PMID : 9039911.

8. Wakayama T, Perry AC, Zuccotti M, Johnson KR, Yanagimachi R. Développement à terme de souris à partir d'ovocytes énucléés injectés avec des noyaux de cellules cumulus. La nature. 1998 ; 394(6691):369–74. doi : 10.1038/ 28615 PMID : 9690471.

9. Cibelli JB, Stice SL, Golueke PJ, Kane JJ, Jerry J, Blackwell C, et al. Veaux transgéniques clonés produits à partir de fibroblastes fœtaux non au repos. La science. 1998 ; 280(5367):1256–8. PMID : 9596577.

10. Polejaeva IA, Chen SH, Vaught TD, Page RL, Mullins J, Ball S, et al. Porcs clonés produits par transfert nucléaire à partir de cellules somatiques adultes. La nature. 2000 ; 407(6800) :86–90. doi : 10.1038/35024082 PMID : 10993078.

11. Agarwal A, Gupta S, Sharma R. Le stress oxydatif et ses implications dans l'infertilité féminine - le point de vue d'un clinicien. Biomédecine de la reproduction en ligne. 2005 ; 11(5):641–50. PMID : 16409717.

12. Agarwal A, Gupta S, Sharma RK. Rôle du stress oxydatif dans la reproduction féminine. Biologie de la reproduction et endocrinologie : RB&E. 2005 ; 3h28. doi : 10.1186/1477-7827-3-28 PMID : 16018814 ; PubMed Central PMCID : PMC1215514.

13. Goud AP, Goud PT, Diamond MP, Gonik B, Abu-Soud HM. Espèces réactives de l'oxygène et vieillissement des ovocytes : rôle du superoxyde, du peroxyde d'hydrogène et de l'acide hypochloreux. Biologie et médecine des radicaux libres. 2008 ; 44(7):1295–304. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.014 PMID : 18177745 ; PubMed Central PMCID : PMC3416041.

14. Parc SH, Cho HS, Yu IJ. Effet du liquide folliculaire bovin sur les espèces réactives de l'oxygène et le glutathion dans les ovocytes, l'apoptose et l'expression des gènes liés à l'apoptose des blastocystes produits in vitro. Reproduction chez les animaux domestiques=Zuchthygiene. 2014 ; 49(3):370–7. doi : 10.1111/RDA.12281 PMID : 24592966.

15. You J, Lee J, Hyun SH, Lee E. Le traitement à la L-carnitine pendant la maturation des ovocytes améliore le développement in vitro d'embryons de porc clonés en influençant la synthèse intracellulaire du glutathion et l'expression des gènes embryonnaires. Thériogénologie. 2012 ; 78(2):235–43. doi : 10.1016/j.theriogenology.2012.02.027 PMID : 22578613.

16. You J, Kim J, Lim J, Lee E. L'anthocyanine stimule le développement in vitro d'embryons de porc clonés en augmentant le niveau de glutathion intracellulaire et en inhibant les espèces réactives de l'oxygène. Thériogénologie. 2010 ; 74(5):777–85. doi : 10.1016/j.theriogenology.2010.04.002 PMID : 20537699.

17. Das ZC, Gupta MK, Uhm SJ, Lee HT. La supplémentation en insuline-transferrine-sélénium du milieu de culture embryonnaire améliore le développement in vitro des embryons de porc. Zygote. 2014 ; 22(3):411–8. doi : 10. 1017/S0967199412000731 PMID : 23506698.

18. Park ES, Hwang WS, Jang G, Cho JK, Kang SK, Lee BC, et al. Incidence de l'apoptose dans les embryons clones et développement amélioré par le traitement des cellules somatiques du donneur avec des inhibiteurs de l'apoptose putatifs. Reproduction et développement moléculaire. 2004 ; 68(1):65–71. doi : 10.1002/mrd.20046 PMID : 15039949.

19. Jang G, Park ES, Cho JK, Bhuiyan MM, Lee BC, Kang SK, et al. Développement embryonnaire préimplantatoire et incidence de l'apoptose des blastomères dans les embryons de transfert nucléaire de cellules somatiques bovines reconstruits avec des cellules donneuses cultivées à long terme. Thériogénologie. 2004 ; 62(3–4):512–21. doi : 10.1016/j. theriogenology.2003.11.022 PMID : 15226007.

20. Uhm SJ, Gupta MK, Yang JH, Lee SH, Lee HT. Le sélénium améliore la capacité de développement et réduit l'apoptose des parthénotes porcins. Reproduction et développement moléculaire. 2007 ; 74 (11):1386–94. doi : 10.1002/mrd.20701 PMID : 17342738.

21. Jeong YW, Hossein MS, Bhandari DP, Kim YW, Kim JH, Park SW, et al. Effets de l'insuline-transferrine sélénium dans des milieux IVM définis et complétés par du liquide folliculaire porcin sur la production d'embryons porcins de FIV et SCNT. Sciences de la reproduction animale. 2008 ; 106(1–2):13–24. doi : 10.1016/j.anireprosci. 2007.03.021 PMID : 17482776.

22. Kang JT, Koo OJ, Kwon DK, Park HJ, Jang G, Kang SK, et al. Effets de la mélatonine sur la maturation in vitro de l'ovocyte porcin et l'expression de l'ARN récepteur de la mélatonine dans les cellules du cumulus et de la granulosa. Journal de recherche pinéale. 2009 ; 46(1):22–8. doi : 10.1111/j.1600-079X.2008.00602.x PMID : 18494781.

23. Ozawa M, Nagai T, Fahrudin M, Karja NW, Kaneko H, Noguchi J, et al. L'ajout de glutathion ou de thiorédoxine au milieu de culture réduit le statut redox intracellulaire des embryons porcins IVM/IVF, ce qui améliore le développement jusqu'au stade blastocyste. Reproduction et développement moléculaire. 2006 ; 73 (8):998–1007. doi : 10.1002/mrd.20533 PMID : 16700069.

24. Campbell KH. Équivalence nucléaire, transfert nucléaire et cycle cellulaire. Clonage. 1999 ; 1(1):3– 15. doi:10.1089/15204559950020058 PMID : 16218826.

25. Boquest AC, Day BN, Prather RS. Analyse du cycle cellulaire par cytométrie en flux de cellules de fibroblastes fœtaux porcins en culture. Biologie de la reproduction. 1999 ; 60(4):1013–9. PMID : 10084979.

26. Kasinathan P, Knott JG, Wang Z, Jerry DJ, Robl JM. Production de veaux à partir de fibroblastes G1. Biotechnologie naturelle. 2001 ; 19(12):1176–8. doi : 10.1038/nbt1201-1176 PMID : 11731789.

27. Urakawa M, Ideta A, Sawada T, Aoyagi Y. Examen d'une méthode modifiée de synchronisation du cycle cellulaire et du transfert nucléaire bovin à l'aide de cellules fibroblastes synchronisées en phase G1 précoce. Thériogénologie. 2004 ; 62(3–4):714–28. doi : 10.1016/j.theriogenology.2003.11.024 PMID : 15226025.

28. Miyamoto K, Hoshino Y, Minami N, Yamada M, Imai H. Effets de la synchronisation du cycle cellulaire du donneur sur le développement embryonnaire et la synthèse d'ADN dans les embryons de transfert nucléaire porcin. Le Journal de la reproduction et du développement. 2007 ; 53(2):237–46. PMID : 17132911.

29. Koo OJ, Hossein MS, Hong SG, Martinez-Conejero JA, Lee BC. Synchronisation du cycle cellulaire des fibroblastes de l'oreille canine pour le transfert nucléaire des cellules somatiques. Zygote. 2009 ; 17(1):37–43. doi : 10.1017/S096719940800498X PMID : 19032801.

30. Cho JK, Lee BC, Park JI, Lim JM, Shin SJ, Kim KY, et al. Développement d'ovocytes bovins reconstruits avec différentes cellules somatiques donneuses avec ou sans carence en sérum. Thériogénologie. 2002 ; 57(7):1819– 28. PMID : 12041686.

31. Kues WA, Carnwath JW, Paul D, Niemann H. La synchronisation du cycle cellulaire des fibroblastes fœtaux porcins par privation de sérum initie une forme non conventionnelle d'apoptose. Clonage et cellules souches. 2002 ; 4 (3):231–43. doi : 10.1089/15362300260339511 PMID : 12398804.

32. Cho SR, Ock SA, Yoo JG, Mohana Kumar B, Choe SY, Rho GJ. Effets du confluent, du traitement à la roscovitine et de la privation de sérum sur la synchronisation du cycle cellulaire des fibroblastes fœtaux bovins. Reproduction chez les animaux domestiques=Zuchthygiene. 2005 ; 40(2):171–6. doi : 10.1111/j.1439-0531.2005.00577.x PMID : 15819970.

33. Hashem MA, Bhandari DP, Kang SK, Lee BC, Suk HW. Analyse du cycle cellulaire de fibroblastes de peau adulte de goral (Naemorhedus caudatus) cultivés in vitro. Biologie cellulaire internationale. 2006 ; 30(9):698–703. doi : 10.1016/j.cellbi.2006.04.008 PMID : 16793292.

34. Goissis MD, Caetano HV, Marques MG, de Barros FR, Feitosa WB, Milazzotto MP, et al. Effets de la privation de sérum et du cycloheximide sur le cycle cellulaire des fibroblastes fœtaux porcins à passage faible et élevé. Reproduction chez les animaux domestiques=Zuchthygiene. 2007 ; 42(6):660–3. doi : 10.1111/j.1439-0531.2006. 00839.x PMID : 17976076.

35. Arruda AL, Vieira CJ, Sousa DG, Oliveira RF, Castilho RO. Jacaranda cuspidifolia Mart. (Bignoniaceae) comme agent antibactérien. Journal de l'alimentation médicinale. 2011 ; 14(12):1604–8. doi : 10.1089/jmf. 2010.0251 PMID : 21663482.

36. Avila JG, de Liverant JG, Martinez A, Martinez G, Munoz JL, Arciniegas A, et al. Mode d'action de Buddleja cordata verbascoside contre Staphylococcus aureus. Journal d'ethnopharmacologie. 1999 ; 66 (1):75–8. PMID : 10432210.

37. Pendota SC, Aderogba MA, Ndhlala AR, Van Staden J. Activités antimicrobiennes et inhibitrices de l'acétylcholinestérase de Buddleja salviifolia (L.) Lam. extraits de feuilles et composés isolés. Journal d'ethnopharmacologie. 2013 ; 148(2):515–20. doi : 10.1016/j.jep.2013.04.047 PMID : 23665162.

38. Wu SC, Chen RJ, Lee KW, Tung CC, Lin WP, Yi P. L'angioembolisation en tant qu'alternative efficace à l'hémostase dans les hémorragies maxillo-faciales potentiellement mortelles : une étude de cas. Le journal américain de médecine d'urgence. 2007 ; 25(8):988 e1–5. doi : 10.1016/j.ajem.2007.02.039 PMID : 17920998.

39. Lee BC, Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ, et al. Chiens clonés à partir de cellules somatiques adultes. Nature.2005; 436(7051):641. doi : 10.1038/436641a PMID : 16079832.

40. Hase M, Hori T, Kawakami E, Tsutsui T. Plasma LH et taux de progestérone avant et après l'ovulation et observation des follicules ovariens par système de diagnostic échographique chez le chien. Le Journal des sciences médicales vétérinaires / la Société japonaise des sciences vétérinaires. 2000 ; 62(3):243–8. PMID : 10770594.

41. Choi YH, Lee BC, Lim JM, Kang SK, Hwang WS. Optimisation du milieu de culture pour les embryons bovins clonés et son influence sur la grossesse et l'issue de l'accouchement. Thériogénologie. 2002 ; 58(6):1187–97. PMID : 12240921.

42. Kim KS, Jeong HW, Park CK, Ha JH. Adéquation des marqueurs AFLP pour l'étude des relations génétiques chez les chiens indigènes coréens. Gènes et systèmes génétiques. 2001 ; 76(4):243–50. PMID : 11732633.

43. Oback B, Wells D. Cellules donneuses pour le clonage nucléaire : beaucoup sont appelées, mais peu sont choisies. Clonage et cellules souches. 2002 ; 4(2):147–68. doi : 10.1089/153623002320253328 PMID : 12171706.

44. Lai L, Park KW, Cheong HT, Kuhholzer B, Samuel M, Bonk A, et al. Porc transgénique exprimant la protéine fluorescente verte améliorée produite par transfert nucléaire en utilisant des fibroblastes traités à la colchicine comme cellules donneuses. Reproduction et développement moléculaire. 2002 ; 62(3):300–6. doi : 10.1002/mrd.10146 PMID : 12112592.

45. Shufaro Y, Reubinoff BE. Synchronisation du cycle cellulaire à des fins de transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT). Méthodes en biologie moléculaire. 2011 ; 761:239–47. doi : 10.1007/978-1-61779-182-6_16 PMID : 21755453.

46. ​​Zhang F, Jia Z, Deng Z, Wei Y, Zheng R, Yu L. Modulation in vitro de l'activité de la télomérase, de la longueur des télomères et du cycle cellulaire dans les cellules MKN45 par le verbascoside. Plante médicale. 2002 ; 68(2):115–8. doi : 10.1055/ s-2002-20255 PMID : 11859459.

47. Lee KW, Kim HJ, Lee YS, Park HJ, Choi JW, Ha J, et al. L'actéoside inhibe la prolifération des cellules leucémiques promyélocytaires humaines HL-60 en induisant l'arrêt du cycle cellulaire à la phase G0/G1 et la différenciation en monocytes. Carcinogenèse. 2007 ; 28(9):1928–36. doi : 10.1093/Marcin/bgm126 PMID : 17634406.

48. Kitagawa Y, Suzuki K, Yoneda A, Watanabe T. Effets de la concentration en oxygène et des antioxydants sur la capacité de développement in vitro, la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et la fragmentation de l'ADN dans les embryons porcins. Thériogénologie. 2004 ; 62(7):1186–97. doi : 10.1016/j.theriogenology.2004.01.011 PMID : 15325546.

49. Yoneda A, Suzuki K, Mori T, Ueda J, Watanabe T. Effets de la délipidation et de la concentration en oxygène sur le développement in vitro des embryons porcins. Le Journal de la reproduction et du développement. 2004 ; 50 (3):287–95. PMID : 15226593.

50. Guerin P, El Mouatassim S, Menezo Y. Stress oxydatif et protection contre les espèces réactives de l'oxygène dans l'embryon préimplantatoire et ses environs. Mise à jour de la reproduction humaine. 2001 ; 7(2):175– 89. PMID : 11284661.

51. Yang HW, Hwang KJ, Kwon HC, Kim HS, Choi KW, Oh KS. Détection des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de l'apoptose dans les embryons humains fragmentés. Reproduction humaine. 1998 ; 13(4):998– 1002. PMID : 9619561.

52. Khammanit R, Chantakru S, Kitiyanant Y, Saikhun J. Effet de la famine sérique et des inhibiteurs chimiques sur la synchronisation du cycle cellulaire des fibroblastes dermiques canins. Thériogénologie. 2008 ; 70(1):27–34. doi : 10. 1016/j.theriogenology.2008.02.015 PMID : 18423836.